0.引言

 

　　岩质边坡是在复杂的地质作用下形成和发展的，具有一点的结构，并赋存于一定的地质环境中。影响岩质边坡稳定性的因素有很多，如岩石性质、岩层结构与构造、水文地质条件、风化作用、地震作用、气候作用、地貌因素等等。赤平投影法主要基于岩层结构与构造，分析边坡上的结构面和边坡临空面的空间组合关系，确定边坡上可能不稳定块体的几何形态、规模大小及可能变形位移的方向等，较直观的做出边坡稳定性评价[1]。

 

　　1.赤平投影法的基本原理

 

　　赤平投影简称赤平投影，主要用来表示线、面的方位，及其相互之间的角距关系和运动轨迹，把物体三维空间的几何要素（面、线）投影到平面上来进行研究。它是一种简便、直观、形象的综合图解方法。

 

　　图1赤平投影示意图

 

　　这种投影就称为赤平投影，由此得到的点、直线、平面在赤道平面上的投影图，图1左图表示赤平投影原理的立体示意图。图上外圆代表投影球面，O点位球心。平面NESW为赤道平面，它与球面的交线为一个圆NESW，这个圆称为赤道大圆。平面NASB为一通过投影球心O的倾斜平面，它的走向为SN，倾向E，倾角为。这个平面与赤道平面的交线SN就是它的走向线。由于这个平面通过投影球心，因此，它与投影球面的交线，即它的球面投影为一直径等于投影球直径的圆NASB。半圆弧NAS是它在上半球的球面投影，半圆弧SBN是它在下半球是球面投影。由投影球的南极向该平面的球面投影发射射线，这些射线与赤道平面有一系列交点，这些交点的连线就构成了该平面的赤平投影NCSD。圆弧NCS为该平面的上半球球面投影的赤平投影，它位于赤道大圆之内，圆弧SDN为该平面的下半球球面投影的赤平投影，它位于赤道大圆之外。图1右图就为该平面的赤平投影图。

 

　　2.工程概况

 

　　1.1边坡现状

 

　　某现有边坡全长75m，坡底高程一般182.6～188.4m，坡顶高程一般192.5～203.2m，坡高5m～19m，坡度70°～80°，面积1592m2。坡面大部分为砂岩，较平整，较陡，一般80°～85°；下部粉砂质泥岩部分坡面较缓，一般30°～50°。

 

　　1.2地质条件

 

　　（1）地层岩性。边坡坡顶部均分布残坡积层含碎石粘性土，碎石成分主要为砂岩、粉砂质泥岩及粉砂岩等，厚度0.3～1m。下伏基岩地层为侏罗系上统蓬莱镇组砂岩、粉砂质泥岩。

 

　　（2）地质构造。边坡所处位置属于剥蚀侵蚀低山残丘地貌，构造简单，未见断裂构造形迹，构造形迹主要为裂隙，坡体岩石主要发育3组裂隙：①NNE组J0：层面裂隙，倾向285°，倾角15°，局部与下部软岩形成临空状态。②NNE组J1：倾向120°，倾角87°，裂面较平直粗糙，张开度较大（系卸荷引起），宽一般4～15cm，局部裂隙宽度可达30～50cm，长大，无胶结，一般裂隙密度0.3～0.5条/m；③NWW组J2：倾向44°，倾角85°，顺坡向外倾，裂面较平直粗糙，张开度较大，宽一般1～4cm，长大，无胶结，裂隙密度0.2～4条/m。

 

　　（3）水文地质。边坡中赋存于第四系覆盖层中的地下水主要靠大气降雨补给，大部分降水沿斜坡快速向边坡两侧排泄，少部分向深部下泄，补给地下水。边坡地段的岩层内地下水量不丰，边坡未见泉水出露。

 

　　3.赤平投影法分析边坡稳定性

 

　　边坡走向260°，岩层产状285°∠15°，两者走向夹角为65°，为微倾坡内的斜向坡。仅边坡坡顶分布少量第四系覆盖层，坡体大部分为基岩，基岩内主要发育J0、J1、J2三组裂隙，为了分析边坡可能不稳定块体的稳定性，分析各组结构面及坡面的组合关系（见下表），作赤平投影图予以评价（见图2）。

 

　　结构面 走向 倾向 倾角

 

　　坡面 260° 350° 80°

 

　　岩层面 20° 285° 15°

 

　　J1 210° 120° 87°

 

　　J2 134° 44° 85°

 

　　相交裂隙 交线倾向 交线倾角

 

　　J1与J2 64° 85°

 

　　J1与岩层面 210° 4°

 

　　J2与岩层面 315° 13°

 

　　由边坡岩体结构面和坡面绘制的赤平投影图可知：J1与岩层面组合交线倾向坡内，倾角约4°，因此由J1与岩层面构成的块体较稳定；J2与岩层面组合交线倾向坡外，倾角约13°，因此由J2与岩层面构成的块体以崩塌、掉块为主；J1与J2的组合交线微倾坡外，倾角约85°，因此由J1与J2构成的块体以崩塌、掉块为主。

 

　　4.治理建议

 

　　坡下为幼儿园及居民点，边坡失稳将对坡下幼儿园人员及居民的生命安全、财产构成威胁，因此需对边坡进行支护处理，建议适当修整坡面，清除易清理的松动危岩体和破碎岩块，上部砂岩进行锚杆锚固，下部粉砂质泥岩进行贴坡挡墙支护，布设截、排水系统等防护治理措施。

 

　　5.结语

 

　　（1）应用赤平投影法对岩质边坡稳定性进行分析简单、直观、形象[2]；（2）通过赤平投影对某边坡稳定性进行的分析，边坡存在崩塌、掉块的可能，需进行治理；（3）建议修整坡面，清楚松动岩块，对上部砂岩进行锚杆锚固，下部粉砂质泥岩进行贴坡挡墙支护，坡面、坡体截排地表水及地下水。

 

　　【参考文献】

 

　　[1]《工程地质手册》编委会.工程地质手册[M].第4版.北京：中国建筑工业出版社.2007.

 

　　[2]唐熊.钟艳飞.赤平投影在某岩质边坡稳定性分析中的应用[J].山西建筑，2010，（9）.